
10 月 28 日至 29 日,由杭州未来科技城(海创园)管委会指导,DeepTech 主办的世界科技青年论坛暨 “35 岁以下科技创新 35 人”(TR35)全球-亚太区线下发布仪式,在杭州未来科技城成功举办。
一众顶尖科学家、青年科技人才、科技创业人士对世界科技前沿技术和热点问题进行了探讨、交流。
对实验室产出的技术进行商业化落地,是前沿科技创新者们努力实现的一个目标。从实验室到产业,会创造难以想象的价值。这一变革深化过程的实现,也将对整个社会做出不可估量的贡献。
与会期间,西湖大学特聘研究员、西湖未来智造创始人、2019 年度《麻省理工科技评论》中国区 “35 岁以下科技创新 35 人”获奖者周南嘉分享了精密增材制造方面的一些知识,介绍了西湖未来智造的 1~10 微米精度电子 3D 打印技术、解决方案,及电子增材行业的发展情况等。
图 | 西湖大学特聘研究员、西湖未来智造创始人周南嘉
周南嘉说,跟市场上熟知的 3D 打印不同,西湖未来智造面向的主要是电子增材行业,尤其是集成电路行业,围绕 1~10 微米超高精度打印展开工作。
在具体介绍自己的工作时,周南嘉做了一个形象比喻,他说,“我们的打印方式就像‘挤牙膏’,将‘牙膏’(材料的状态)从 1~10 微米尺度的打印头实现挤出并进行三维成型,能实现数十种高性能金属导电材料、聚合物及陶瓷基介质材料的精密三维增材制造。”
据了解,西湖未来智造提供从材料、设备工艺、软件到生产服务的一站式解决方案,可为客户提供全套量产方案或代工服务。如今,面向高价值电子行业的场景,已有十几种产品逐步进入量产阶段。
周南嘉还提到,其采用的是自主开发软件,可实现全自动化地打印流程,通过机器学习优化打印程序,对平面、多层、三维多材料复合结构等都没有问题。
关于与打印设备相配套的材料体系,据悉,西湖未来智造主要开发的是金属、介质类及功能材料墨水。周南嘉说,他们的材料首先打印精度非常高,而且有着优良的电学和力学特性,比如说金属在烧结以后可以达到纯金属 50% 以上的导电率。
目前,西湖未来智造涉及到的行业有很多,包括显示行业、光伏行业、先进封装行业(瞄准智能手机、电脑、汽车芯片等产品市场,提供下一代增材封装方案)等。
周南嘉还表示,未来的电子产品对三维结构定制化,包括曲面加工、特殊基材、柔性、可拉伸的要求会越来越高。
图 | 西湖未来智造 Precision 系列产品(Demo 样机),材料及打印样品(来源:西湖未来智造)
在谈到为什么打印技术迟迟没有大规模应用到电子行业时,周南嘉表示,其实很多企业、实验室现在主要采用的是喷墨打印,其精度跟电子加工行业需要的 1~10 微米要求差了一到两个数量级,其三维加工能力也比较薄弱。
据了解,西湖未来智造正在探索低成本、高精度、可量产的加工方案。其独创了一种微纳直写 3D 打印技术,精度可达到1微米,不仅可以做三维结构加工,还可以做多材料融合的结构,比如介质金属融合的三维结构,打印速度也十分快。
不少人都有疑问打印技术如何能与传统工艺的效率作比较。周南嘉说,他们首先解决的一个问题就是阵列化高精度打印技术,在实际产品加工中可能有数个甚至数十个精密打印头同时在工作,从而将效率大大提高。
他还提到,他们的成本优势明显,基材兼容能力非常强,塑料、金属、硅片、玻璃等各种基材并没有什么不同,场景拓展能力与半导体芯片工艺的集成能力也很优秀。
对电子产品加工来说,多材料打印十分重要。以印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)为例,增材的方式需将金属、介质一起加工进行三维成型。西湖未来智造希望突破现在平面电子电路的局限。周南嘉说:“将来的电子产品里的装联方式也许与现在的非常不同,通过我们的打印方式可同时将三维结构包含内部完全三维化的电子电路一体化加工出来。”
如今时代,新技术、新应用不断涌现,在前沿科技的推动下,众多产业纷纷进行数智化转型及商业实践。
在围绕这些过程中的机会和壁垒的圆桌讨论环节,周南嘉表示,目前,中国在高端制造、智能装备、新材料方面基础还比较薄弱,真正高端的精密设备国内非常稀缺。
对于西湖未来智造来说,其希望能成为国际化的精密制造平台,打造成全球超高精度电子增材品牌。未来不管是国内还是国外,只要是有关精密加工的难题,西湖未来智造都能一一解决。
周南嘉说,3D 打印的可能性可以说是无穷无尽的,他们正在努力做研究,争取未来能探索更多的应用场景和可能性。
“现有集成电路加工技术仍有一些弊端,比如成本问题、材料问题等。西湖未来智造希望用 ‘足够简单’ 的方式去解决它,这也是我们努力向前进的一个很重要的驱动力。” 周南嘉最后说道。




